Nghiên cứu chi tiết hệ thống phân phối khí VVT-i trên xe Toyota Vios 2016

Tài liệu chi tiết hệ thống phân phối khí VVT-i trên Toyota Vios 2016. Phân tích cấu tạo, nguyên lý, quy trình sửa chữa và bản vẽ CAD kỹ thuật.

• Tác giả: Xxx
• Người hướng dẫn: Ths. Xxx
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
• Đề tài: Nghiên cứu kết cấu, xây dựng quy trình kiểm tra sửa chữa hệ thống phân phối khí trên xe Toyota Vios 2016
• Loại tài liệu: Đồ án
• Năm xuất bản: 2020

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Hệ Thống Phân Phối Khí Vios 2016

Hệ thống phân phối khí trên xe Toyota Vios 2016 là một trong những bộ phận quan trọng nhất của động cơ, đóng vai trò điều khiển thời điểm mở và đóng các van xupap. Hệ thống này sử dụng công nghệ VVT-i (Variable Valve Timing-intelligent) và VVTL-i (Variable Valve Timing and Lift-intelligent), cho phép tối ưu hóa hiệu suất động cơ ở các tốc độ khác nhau. Cấu trúc phân phối khí bao gồm trục cam, các van xupap, cò mổ, ống dẫn hướng và bộ chấp hành VVT-i. Công nghệ này giúp cải thiện mức tiêu thụ nhiên liệu, giảm khí thải, và tăng công suất động cơ. Việc hiểu rõ về nguyên lý hoạt động và cấu tạo của hệ thống này là điều cần thiết cho việc bảo dưỡng và sửa chữa hiệu quả.

1.1. Cấu Trúc Chính Của Hệ Thống Phân Phối Khí

Cấu tạo hệ thống phân phối khí Vios 2016 gồm nhiều chi tiết chính. Trục cam là chi tiết trung tâm, chịu trách nhiệm điều khiển thời điểm mở/đóng van. Các van xupap (van hút và van xả) kiểm soát dòng chảy khí vào và ra khỏi hình trụ. Cò mổ truyền chuyển động từ trục cam đến van xupap. Ống dẫn hướng hướng dẫn chuyển động của xupap, đảm bảo hoạt động chính xác. Bộ chấp hành VVT-i điều chỉnh thời điểm phối khí dựa trên tín hiệu từ ECU.

1.2. Công Nghệ VVT i Và VVTL i

Công nghệ VVT-i cho phép điều chỉnh thời điểm mở van hút, cải thiện đặc tính động cơ ở mọi tốc độ. VVTL-i nâng cao hơn, vừa điều chỉnh thời điểm vừa nâng cao van, tối ưu hóa lưu lượng khí. Van điều khiển dầu (OCV) là bộ phận chính, nhận lệnh từ ECU và điều chỉnh áp suất dầu để quay bộ chấp hành VVT-i. Hệ thống này hoạt động theo ba chế độ: làm sớm, làm muộn hoặc ổn định thời điểm phối khí.

II. Quy Trình Kiểm Tra Và Sửa Chữa Hệ Thống Phân Phối Khí

Quy trình kiểm tra và sửa chữa hệ thống phân phối khí Vios 2016 là công việc tinh vi đòi hỏi kỹ năng chuyên môn cao. Trước khi thực hiện sửa chữa, cần kiểm tra các hư hỏng thường gặp như van xupap bị cong vênh, ống dẫn hướng bị mòn, hoặc bộ chấp hành VVT-i không hoạt động đúng. Quy trình tháo lắp phải tuân thủ chính xác để tránh làm hỏng các chi tiết. Việc sử dụng công cụ chuyên dụng và tuân theo thông số kỹ thuật từ nhà sản xuất là rất quan trọng. Sửa chữa trục cam, ống dẫn hướng, và van xupap cần được thực hiện bởi những kỹ thuật viên có kinh nghiệm.

2.1. Các Hư Hỏng Thường Gặp

Những hư hỏng phổ biến trên hệ thống phân phối khí bao gồm: van xupap bị cong vênh, ống dẫn hướng bị mòn, cò mổ bị hỏng, bộ chấp hành VVT-i không quay, van điều khiển dầu OCV bị kẹt. Trục cam bị cong là hư hỏng nghiêm trọng ảnh hưởng lớn đến hiệu suất động cơ. Lò xo xupap bị yếu cũng gây ra tình trạng van không đóng kín. Các dấu hiệu bao gồm động cơ yếu, tăng tiêu thụ, khói xả bất thường.

2.2. Quy Trình Tháo Lắp Chi Tiết

Quy trình tháo bộ điều khiển VVT-i trên Vios 2016 bắt đầu bằng cách tháo nắp đỡ động cơ, sau đó tháo dây xích phân phối khí. Tháo cụm van điều khiển phân phối khí, cảm biến vị trí trục cam, và trục cam. Lắp ráp trục cam đòi hỏi căn chỉnh chính xác dấu phối khí theo chỉ dẫn của nhà sản xuất. Sử dụng công cụ khóa cam để cố định trục cam trong quá trình lắp ráp.

III. Sửa Chữa Chi Tiết Trong Hệ Thống Phân Phối Khí

Sửa chữa chi tiết hệ thống phân phối khí yêu cầu sự tỉ mỉ và chính xác cao. Sửa chữa trục cam bao gồm kiểm tra độ cong, đo đường kính các cổ trục cam, và kiểm tra độ mòn của các vấu cam. Nếu trục cam bị cong vượt quá giới hạn cho phép, cần thay mới. Sửa chữa ống dẫn hướng xupap liên quan đến kiểm tra độ mài mòn, đo kích thước, và thay thế nếu cần thiết. Sửa chữa van xupap bao gồm kiểm tra bề mặt ngồi, làm sạch tích tụ, hoặc thay mới. Kiểm tra lò xo xupap và các chi tiết khác để đảm bảo hoạt động bình thường.

3.1. Sửa Chữa Trục Cam Và Vấu Cam

Khi kiểm tra trục cam, đo độ cong bằng cách đặt trục cam trên các hỗ trợ V và sử dụng đồng hồ so. Nếu độ cong vượt quá 0.1mm, cần thay mới. Kiểm tra các cổ trục cam bằng phương pháp đo kích thước với micromet. Kiểm tra các vấu cam để phát hiện hư hỏng, mòn mốn. Dùng máy rà xupap chuyên dụng để kiểm tra bề mặt tiếp xúc giữa vấu cam và cò mổ.

3.2. Sửa Chữa Van Xupap Và Ống Dẫn Hướng

Van xupap bị cong vênh cần được kiểm tra bằng máy rà xupap chuyên dụng. Nếu lệch tâm vượt giới hạn, phải thay mới van. Kiểm tra thân xupap về độ mài mòn, tìm kiếm vết trầy xước. Sửa chữa ống dẫn hướng bao gồm đo đường kính lỗ lắp, kiểm tra độ mài mòn. Nếu vượt quá kích thước giới hạn (20.066mm), phải khoan tới kích thước tiếp theo hoặc thay mới.

IV. Bản Vẽ CAD Và Tài Liệu Kỹ Thuật Hệ Thống Phân Phối Khí

Bản vẽ CAD của hệ thống phân phối khí Vios 2016 cung cấp thông tin chi tiết về cấu trúc, kích thước, và cách sắp xếp các chi tiết. Sơ đồ phối khí cho thấy thời điểm mở/đóng các van xupap tương ứng với vị trí trục khuỷu. Bản vẽ chi tiết về bộ chấp hành VVT-i, van điều khiển dầu OCV, và cảm biến vị trí trục cam giúp kỹ thuật viên hiểu rõ chức năng của từng bộ phận. Thông số kỹ thuật bao gồm kích thước, dung sai, tài liệu luôn được cập nhật theo phiên bản xe và động cơ. Tài liệu kỹ thuật chính thức từ Toyota Vios là nguồn tham khảo đáng tin cậy nhất.

4.1. Sơ Đồ Và Bản Vẽ Kỹ Thuật Chi Tiết

Sơ đồ tháo lắp tổng quát cho thấy trình tự từng bước để tháo bộ chấp hành VVT-i và trục cam. Sơ đồ kiểm tra từng chi tiết giúp xác định điểm yếu của hệ thống. Bản vẽ CAD 3D cho phép hình dung rõ ràng vị trí các chi tiết trong không gian. Sơ đồ lắp trục cam chỉ rõ cách căn chỉnh dấu phối khí để đảm bảo thời điểm chính xác. Các bản vẽ chi tiết về van xupap, cò mổ, ống dẫn hướng hỗ trợ công việc sửa chữa hiệu quả.

4.2. Thông Số Kỹ Thuật Và Tiêu Chuẩn Sửa Chữa

Bảng thông số sửa chữa cung cấp các giá trị giới hạn cho phép của các chi tiết. Độ cong trục cam không vượt quá 0.1mm. Đường kính các cổ trục cam phải đạt tiêu chuẩn nhất định. Độ mài mòn ống dẫn hướng xupap số 1 không quá 20.066mm. Khoảng cách giữa cò mổ và van xupap cần đo lường chính xác. Lò xo xupap phải có độ cứng và chiều cao nhất định. Các thông số này rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất động cơ tối ưu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1. Tính cấp thiết của đề tài Trong những năm gần đây sự phát triển của các nghành khoa học nói chung và ngành kỹ thuật ô tô nói riêng đã có những bước ngoặt lớn trong lịch sử phát triển với những sáng tạo ý tưởng mang tính chất đột phá mạnh mẽ do các kỹ sư tài ba cống hiến. Các nhà sản xuất đem lại cho chúng ta một thế giới ô tô hết sức phong, đa dạng và không kém phần tiện nghi. Đi đôi với việc phát triển công nghệ kỹ thuật ô tô tạo ra những chiếc xe tiện ích hơn chiếc xe cũ thì việc kiểm tra sửa chữa bảo dưỡng những chiếc xe cũ đang dùng cũng rất được lưu tâm và ngày càng hoàn thiện hơn.

Việc nghiên cứu các giải, cách thức và phương án thực hiện các quy trình tháo lắp, kiểm tra, chẩn đoán, bảo dưỡng và sửa chữa sao cho tối ưu nhất được các kỹ sư nhà sản xuất, công ty xí nghiệp, các trường đào tạo nghề rất quan tâm. Các sinh viên ngành công nghệ ô tô cũng rất hăng hái nghiên cứu học tập mong muốn xây dung đưa ra những quy trình thực hiên hợp lý, tối ưu, đem lại hiệu quả công việc cao, chi phí thấp nhất. Một điều tất yếu là việc đưa ra các giải pháp kiểm tra chẩn đoán bảo dưỡng sửa chữa cho cơ cấu phân phối khí động cơ ô tô, nhà sản xuất tối ưu hóa và dễ dàng thực hiện kiểm tra sửa chữa hơn. Phương pháp nghiên cứu 1.

Phương pháp nghiên cứu thực tiễn a. Khái niệm Là phương pháp trực tiếp tác động vào đối tượng trong thực tiễn để làm bộc lộ bản chất và các quy luật vận động của đối tượng. Các bước thực hiện Bước 1: Quan sát đo đạc các thông số kết cấu (thông số bên ngoài) của động cơ. Bước 2: Lập phương án kết nối, kiểm tra, chẩn đoán hư hỏng của cơ cấu phân phối khí Bước 3: Từ kết quả kiểm tra, chẩn đoán lập phương án bảo dưỡng, sửa chữa, khắc phục hư hỏng.

Phương pháp nghiên cứu tài liệu a. Khái niệm Là phương pháp nghiên cứu thu thập thông tin khoa học trên cơ sở nghiên cứu các văn bản, tài liệu đã có sẵn và bằng các thao tác tư duy lôgic để rút ra kết luận khoa học cần thiết. Các bước thực hiện 2 Bước 1: Thu thập, tìm tòi các tài liệu viết về cơ cấu phân phối khí Bước 2: Sắp xếp các tài liệu khoa học thành một hệ thống lôgic chặt chẽ theo từng bước, từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học có cơ sở và bản chất nhất định. Bước 3: Đọc, nghiên cứu và phân tích các tài liệu nói về cơ cấu phân phối khí, phân tích kết cấu, nguyên lý làm việc một cách khoa học.

Bước 4: Tổng hợp kết quả đã phân tích được, hệ thống hoá lại những kiến thức (liên kết từng mặt, từng bộ phận thông tin đã phân tích) tạo ra một hệ thống lý thuyết đầy đủ và sâu sắc 1. Nội dung chính của đề tài .- Nội dung chính của đề tài đó là “cơ cấu phân phối khí trên động cơ mà cụ thể là hệ thống cơ cấu phân phối khí thông minh trên động cơ Except Hybrid”. Trong đó chú trọng vào hệ thống chính là: - Nghiên cứu cứu cấu phân phôí khí thông minh VVT-I trên xe Toyota Vios 2016. Các giả thiết khoa học Hệ thống cơ cấu phân phối khí trên động cơ vẫn còn là một nội dung quan trọng đối với học sinh - sinh viên.

Những hệ thống cơ cấu phân phối khí hiện đại được sử dụng trên ôtô được đưa vào làm nội dung giảng dạy, nghiên cứu, học tập còn chưa được chú trọng, quan tâm. Hệ thống bài tập, tài liệu nghiên cứu, tài liệu tham khảo phục vụ cho học tập và nghiên cứu cũng như ứng dụng trong thực tế chưa nhiều. Kế hoạch thực hiện đề tài - Phân tích đặc điểm, kết cấu, nguyên lý làm việc của cơ cấu phân phối khí TOYOTA VIOS 2016. - Nghiên cứu và khảo sát các thông số ảnh hưởng tới cơ cấu phân phối khí TOYOTA VIOS 2016.

- Tổng hợp tài liệu trong và ngoài nước để hoàn thành đề tài nghiên cứu. 3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ TRÊN Ô TÔ 2. Công dụng, phân loại và yêu cầu về cơ cấu phân phối khí a.Công dụng Cơ cấu phân phối khí dùng thực hiện quá trình trao đổi khí, thải khí đã cháy (khí thải) ra khỏi xylanh và nạp hỗn hợp khí (động cơ xăng) hoặc không khí sạch (động cơ diezel) vào xylanh để động cơ làm việc liên tục. Phân loại - Phân loại cơ cấu phân phối khí căn cứ vào cách thức đóng mở cửa nạp và cửa xả.

+ Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp (cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo và xupáp đặt). + Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt. + Cơ cấu phân phối khí dùng piston đóng cửa nạp và cửa xả (động cơ hai kỳ). - Căn cứ vào vị trí của xupáp và trục cam ta chia ra + Loại xupáp đặt: có hai cách bố trí trục cam đó là bố trí trên nắp máy hoặc trong thân máy.

+ Loại xupáp treo: có trục cam bố trí trong thân máy. + Cơ cấu phân phối khí hiện đại điều khiển điện tử: VVT-i, VVTL-i, iVTEC,… + Cơ cấu phân phối khí dùng piston đóng cửa nạp và đóng cửa xả c. Yêu cầu - Đảm bảo chất lượng của quá trình trao đổi khí (thải sạch sản vật cháy, nạp đầy hỗn hợp đốt). - Đóng mở đúng thời gian qui định.

- Đảm bảo đóng kín buồng cháy của động cơ trong các kỳ nén nổ và không cho khí thải quay lại buồng đốt. - Độ mòn của chi tiết ít nhất và tiếng kêu nhỏ nhất. - Dễ điều chỉnh và sửa chữa. Tổng quan về cơ cấu phân phối khí 2.

Cơ cấu phân phối khí thường * Công dụng, phân loại yêu cầu. - Công dụng Cơ cấu phân phối khí dùng thực hiện quá trình trao đổi khí, thải khí đã cháy (khí thải) ra khỏi xylanh và nạp hỗn hợp khí (động cơ xăng) hoặc không khí sạch (động cơ diezel) vào xylanh để động cơ làm việc liên tục. - Phân loại ➢ Phân loại cơ cấu phân phối khí căn cứ vào cách thức đóng mở cửa nạp và cửa xả. - Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp (cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo và xupáp đặt).

- Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt. - Cơ cấu phân phối khí thông minh. ➢ Căn cứ vào vị trí của xupáp và trục cam ta chia ra - Loại xupáp đặt: có hai cách bố trí trục cam đó là bố trí trên nắp máy hoặc trong thân máy. - Loại xupáp treo: có trục cam bố trí trong thân máy.

- Yêu cầu - Đảm bảo chất lượng của quá trình trao đổi khí (thải sạch sản vật cháy, nạp đầy hỗn hợp đốt). - Đóng mở đúng thời gian qui định. - Đảm bảo đóng kín buồng cháy của động cơ trong các kỳ nén nổ và không cho khí thải quay lại buồng đốt. - Độ mòn của chi tiết ít nhất và tiếng kêu nhỏ nhất.

- Dễ điều chỉnh và sửa chữa.Phân phối khí loại không có xupap.1: Sơ đồ phân phối khí dùng van trượt Cấu tạo đơn giản hơn động cơ 4 kì.1 giới thiệu sơ đồ cấu tạo động cơ xăng 2 kì loại ba cửa khí (nạp, quét, thải). Động cơ không dùng xupap, pit-tông làm thêm nhiệm vụ của van trượt để đóng, mở các cửa. Hoà khí đưa vào xilanh phải có áp suất cao, nên trước khi vào xilanh chúng được nén trong cacte. Cơ cấu phân phối khí loại có xupap.

Phân phối khí kiểu xupap treo. Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo. Trong cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo, các xupáp được bố trí ở phía trên của nắp máy. Cơ cấu xupáp treo gồm: trục cam, con đội, đũa đẩy, đòn gánh, lò xo, ống dẫn hướng và đế xupáp.

Đối với cơ cấu xupáp treo có trục cam đặt ở phía trên nắp máy thì có thể không có đũa đẩy mà thay vào đó là xích hoặc bánh răng, và có thể có hoặc không có đòn gánh. Khi trục cam quay, cam sẽ truyền chuyển động tịnh tiến cho 6 con đội làm cho đũa đẩy chuyển động tịnh tiến do đó làm cho đòn gánh quay quanh trục đòn gánh. Đầu đòn gánh sẽ đè lên đuôi xupáp làm cho xupáp chuyển động tịnh tiến đi xuống mở cửa nạp và xả để thực hiện quá trình trao đổi khí. Vào lúc vấu cam không đội con đội thì lò xo xupáp sẽ giãn ra, làm cho xupáp chuyển động đi lên đóng cửa nạp và xả lại để thực hiện quá trình nén, cháy, giãn nở và sinh công.

Khi động cơ nguội, vấu cam không tác dụng đẩy con đội thì giữa đầu đòn gánh và đuôi xupáp sẽ có khe hở, gọi là “khe hở nhiệt”. Nhờ nó, khi động cơ làm việc, do nóng lên, xupáp có giãn nở, buồng đốt cũng không bị hở nhiệt. Cơ cấu phân phối khí kiểu xupap đặt.3: Cơ cấu phân phối khí dung xupap đặt Cơ cấu phân phối khí dùng xupap đặt hình, toàn bộ cơ cấu phối khí được đặt ở thân máy gồm có: – Trục cam, con đội, xupap, lò xo, cửa nạp và cửa xả. – Trên con đội có lắp bu lông để điều chỉnh khe hở xupap, lò xo lồng vào xupap và được hãm vào đuôi xupap bằng móng hãm.

– Trục cam do trục khuỷu dẫn động qua cặp bánh răng hay đĩa xích. Các nhóm trong hệ thống phân phối khí. Cụm xu páp là một nhóm chi tiết bao gồm: xu páp, đế xu páp, ống dẫn hướng và lò xo xu páp. Đây là một trong những chi tiết quan trọng trong cơ cấu phối khí, có ảnh hưởng lớn đến mức tiêu hao nhiên liệu, hệ số nạp và công suất của động cơ.

Nhóm dẫn động.5: Dẫn động xupáp a. Dẫn động trực tiếp. Dẫn động kiểu gián tiếp thông qua cơ cấu trung gian (cò mổ) c. Dẫn động kiểu gián tiếp thông qua cơ cấu trung gian (con đội, đũa đẩy, cò mổ).

Dẫn động kiểu gián tiếp thông qua cơ cấu trung gian (con đội). Dẫn động kiểu gián tiếp thông qua cơ cấu trung gian (con đội, cò mổ) Xupáp được dẫn động gián tiếp thông qua các chi tiết trung gian như: con đội, đũa đẩy, cò mổ( hình 2. Ngoài ra để giảm bớt các chi tiết dẫn động trung gian, xupáp được dẫn động trực tiếp từ cam (hình .5a) hoặc qua một chi tiết trung gian là 8 đòn bẩy để khuyếch đại hành trình xupáp (hình 2. Tuy vậy phải giải quyết vấn đề trục cam với khoảng cách xa.

- Dẫn động trục cam Có nhiều phương pháp dẫn động trục cam.